2021年高考物理真題卷04新課標卷含解析

2021年高考物理精選真題卷

二、選擇題：本題共8小題，每小題6分。在每小題給出的四個選項中，第14~18題只有一項符合題目要求，

第19~21題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

14.一勻強電場的方向豎直向上，右。時刻，一帶電粒子以一定初速度水平射入該電場，電場力對粒子做功的功

率為P,不計粒子重力，則打力關(guān)系圖象是

【答案】A

【解析】由于帶電粒子在電場中類平拋運動，在電場力方向上做勻加速直線運動，加速度為始，經(jīng)過時間

m

t,電場力方向速度為9目/,功率為P=Fv=qEx理t,所以〃與￡成正比，故A正確。

mm

15.如圖，籃球架下的運動員原地垂直起跳扣籃，離地后重心上升的最大高度為以上升第一個與所用的時間為

4

3,第四個與所用的時間為以不計空氣阻力，則也滿足

44

A.1<—<2B.2<—<3

b

C.3<-<4D.4<—<5

4h

【答案】C

【解析】運動員起跳到達最高點的瞬間速度為零，又不計空氣阻力，故可逆向處理為自由落體運動。則根據(jù)

初速度為零勻加速運動，相等相鄰位移時間關(guān)系1：（夜一1）：（6-血）：（2-@:（后一2）,可知

—蘇=2+"，即3<j<4,故本題選C。

V

16.在一斜面頂端，將甲乙兩個小球分別以『和二的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上。甲球落

2

至斜面時的速率是乙球落至斜面時速率的

A.2倍B.4倍C.6倍D.8倍

【答案】A

【解析】設(shè)甲球落至斜面時的速率為%乙落至斜面時的速率為小由平拋運動規(guī)律，x=vt,y=-gt\設(shè)斜

2

面傾角為。，由幾何關(guān)系，tan。=〃羽小球由拋出到落至斜面，由機械能守恒定律，聯(lián)

22

立解得：匕=J1+tan?。?v,即落至斜面時的速率與拋出時的速率成正比。同理可得，歸+tan???"2,

所以甲球落至斜面時的速率是乙球落至斜面時的速率的2倍，選項A正確。

17.電流天平是一種測量磁場力的裝置，如圖所示。兩相距很近的通電平行線圈I和n,線圈I固定，線圈n置

于天平托盤上。當兩線圈均無電流通過時，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是

A.當天平示數(shù)為負時，兩線圈電流方向相同

B.當天平示數(shù)為正時，兩線圈電流方向相同

c.線圈I對線圈n的作用力大于線圈n對線圈I的作用力

D.線圈I對線圈II的作用力與托盤對線圈II的作用力是一對相互作用力

【答案】A

【解析】當兩線圈電流相同時，表現(xiàn)為相互吸引，電流方向相反時，表現(xiàn)為相互排斥，故當天平示數(shù)為正時，

兩者相互排斥，電流方向相反，當天平示數(shù)為負時，兩者相互吸引，電流方向相同，A正確B錯誤；線圈I

對線圈II的作用力與線圈II對線圈1的作用力是?對相互作用力，等大反向，C錯誤；靜止時，線圈II平衡，

線圈1對線圈【［的作用力與托盤對線圈II的作用力是一對平衡力，D錯誤.

【點睛】本題的原理是兩通電直導(dǎo)線間的相互作用規(guī)律：兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相互作

用.

①電流方向相同時，將會吸弓I;

②電流方向相反時，將會排斥.

3§

18.若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑

60倍的情況下，需要驗證

A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602

B.月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602

C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6

D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60

【答案】B

GMM?

【解析】設(shè)月球質(zhì)量為M月，地球質(zhì)量為M蘋果質(zhì)量為加，則月球受到的萬有引力為：丹=(60『蘋

GMm

果受到的萬有引力為：F=，由于月球質(zhì)量和蘋果質(zhì)量之間的關(guān)系未知，故二者之間萬有引力的關(guān)系

GMMnGMm

無法確定，故選項A錯誤;根據(jù)牛頓第二定律；(60廳=聞月。月,ma,整理可以得到：。月=方,

r

A1/

故選項B正確；在月球表面處：GT—=m'g月，由于月球本身的半徑大小未知，故無法求出月球表面和

A/JTI

地面表面重力加速度的關(guān)系，故選項C錯誤；蘋果在月球表面受到引力為：尸'=GT—,由于月球本身

的半徑大小未知，故無法求出蘋果在月球表面受到的引力與地球表面引力之間的關(guān)系，故選項D錯誤。

19.從地面豎直向上拋出一物體，其機械能￡小等于動能笈與重力勢能耳之和。取地面為重力勢能零點，該物體

的￡慫和石隨它離開地面的高度力的變化如圖所示。重力加速度取10m/s2o由圖中數(shù)據(jù)可得

A.物體的質(zhì)量為2kg

B.斤0時，物體的速率為20m/s

C.h=2m時，物體的動能笈=40J

D.從地面至力二4m,物體的動能減少100J

【答案】AD

80J

【解析】A.耳-力圖像知其斜率為G,故小行=20N,解得爐2kg,故A正確B.ZFO時，耳=0,笈=￡機-a=100

1,

J-0=100J,故一加丫2=100J,解得：klOm/s,故B錯誤；C.加2m時，耳“0J,瓦=￡機-耳=85J-40J=45

2

J,故C錯誤；D./FO時，瓦=6機-耳=100J-0=100J,A=4m時，笈'=￡機-耳=80J-80J=0J,故E-瓦'=100

J,故D正確。

20.明朝謝肇涮《五雜組》中記載：“明姑蘇虎丘寺廟傾側(cè)，議欲正之，非萬緡不可。一游僧見之，曰：無煩也，

我能正之。”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側(cè)的磚縫間敲進去，經(jīng)月余扶正了塔身。假設(shè)所用的木楔為等腰

三角形，木楔的頂角為9,現(xiàn)在木楔背上加一力尸，方向如圖所示，木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力4,則

A.若廠一定，0大時打大

B.若尸一定，。小時國大

C.若〃一定，尸大時打大

D.若。一定，尸小時打大

【答案】BC

【解析】選木楔為研究對象，木楔受到的力有：水平向右的尸、和兩側(cè)給它的與木楔的斜面垂直的彈力，由

于木楔處于平衡狀態(tài)，所以兩側(cè)給木楔的斜面垂直的彈力與尸沿兩側(cè)分解的推力是相等的，力廠的分解如圖：

則F=%cos(90。一￡|+&cos(90°—￡|=2%cM90°—￡)=2%sing&=尸附=尸出，故解得

P=-￡-

N2sin0'所以廠一定時，。越小，時越大；6一定時，F(xiàn)越大，“越大，BC正確。

Sm2

21.單匝閉合矩形線框電阻為A，在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線框的磁通量。與時間/的

關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是

丑8

T

A.一時刻線框平面與中性面垂直

2

B.線框的感應(yīng)電動勢有效值為扃①

T

C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為

RT

D.從，=（）到/=二過程中線框的平均感應(yīng)電動勢為.

4T

【答案】BC

T

【解析】由圖像可知一時刻線圈的磁通量最大，因此此時線圈處于中性面位置，因此A錯誤；由圖可知交流

2

電的周期為T,則。=亍24，由交流電的電動勢的最大值為&=〃加0=。,“2學(xué)7r，則有效值為

&=軍=拒碎",故B正確，線圈轉(zhuǎn)一周所做的功為轉(zhuǎn)動一周的發(fā)熱量，W=^T=2/籃,故C

V2TRRT

□0①4。

TP-2———DL=

正確；從0時刻到一時刻的平均感應(yīng)電動勢為atT7，故D錯誤。

44

三、非選擇題：共174分，第22~32題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33~38題為選考題，考生根據(jù)

要求作答。

（-）必考題：共129分。

22.（6分）如圖（a）,某同學(xué)設(shè)計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗。所用器材有：鐵架臺、長木板、

鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源，紙帶等?；卮鹣铝袉栴}：

（1）鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)口=（用木板與水平面的夾角9、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a

表示）

電磁打點計時器

紙帶方板

/ZZ

（2）某次實驗時，調(diào)整木板與水平面的夾角，=30。。接通電源。開啟打點計時器，釋放鐵塊，鐵塊從靜止

開始沿木板滑下。多次重復(fù)后選擇點跡清晰的一條紙帶，如圖（b）所示。圖中的點為計數(shù)點（每兩個

相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出）。重力加速度為9.8m/s:可以計算出鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)

為（結(jié)果保留2位小數(shù)）。

?5.00?單位：cm

11.96J；!

???

20.90'

31.83a

44.70f

59.57

76.39

【答案】(2)0.35

geos夕

…gsinO-a

【解析】（1）由〃君sin夕一〃峻os夕二雁?，解得：〃二--------?

gCOS0

S_s

(2)由逐差法行一U」得：5i=(76.39-31.83)X102m,片0.15s,5=(31.83-5.00)X102m,故a=

9T2

9.8x--1.97

2

代入①式,得:〃二----^-r=-=0.35

9.8x9

2

23.（9分）某同學(xué)組裝一個多用電表。可用的器材有：微安表頭（量程100|1A,內(nèi)阻900Q）；電阻箱眉

（阻值范圍0-999.9Q）；電阻箱及（阻值范圍0?99999.9Q）；導(dǎo)線若干。要求利用所給器材先組裝

一個量程為1mA的直流電流表，在此基礎(chǔ)上再將它改裝成量程為3V的直流電壓表。組裝好的多用電表有電

流1mA和電壓3V兩擋。

回答下列問題：

（1）在虛線框內(nèi)畫出電路圖并標出用和兄，其中*為公共接線柱，a和6分別是電流擋和電壓擋的接線柱—

II

；oOO\

■：一一一?一一一一一一一a一一—一一一一一h―一—\一

（2）電阻箱的阻值舄=Q；際Q（保留到個位）

【答案】（D如圖所示

(2)1002910

0

b

【解析】（1）兆的電阻比較小，所以眉與表頭并聯(lián)構(gòu)成大量程的的電流表，尼的阻值比較大，與改裝后的電

流表串聯(lián)可充當大量程的電壓表，設(shè)計電路圖如圖所示；

I-0—I

6

b

改裝電流表需要并聯(lián)一個電阻，要改裝1mA的電流表需要并聯(lián)的電阻，R并==2=半芋=1。0。，所

1—11—0.1

以選用與變阻箱用并聯(lián)，并聯(lián)后的總電阻為R=90Q,要改裝3V電壓表需要串聯(lián)電阻，串聯(lián)電阻的阻值

3-0.09

lxM=29100

24.（13分）2022年將在我國舉辦第二十四屆冬奧會，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。某滑道示意圖如

下，長直助滑道46與彎曲滑道陽平滑銜接，滑道比■高爐10m,。是半徑產(chǎn)20m圓弧的最低點，質(zhì)量近6

0kg的運動員從力處由靜止開始勻加速下滑，加速度a=4.5m/s2,到達8點時速度/30m/s。取重力加速

度5=10m/s2?

（1）求長直助滑道4?的長度/；

（2）求運動員在初段所受合外力的沖量的/大??；

（3）若不計筑段的阻力，畫出運動員經(jīng)過。點時的受力圖，并求其所受支持力A的大小。

【答案】（2）1800N-s（3）3900N

【解析】（1）已知46段的初末速度，則利用運動學(xué)公式可以求解斜面的長度，即

/一片=2aL

2_2

可解得：L=上二h=ioom

2a

（2）根據(jù)動量定理可知合外力的沖量等于動量的該變量所以

Z=mvfi-0=1800N-s

（3）小球在最低點的受力如圖所示

2

由牛頓第二定律可得：N-mg=m^-

R

從6運動到。由動能定理可知:

mgh=-mvl-^mvl

解得：N=3900N

25.(19分)如圖所示，真空中四個相同的矩形勻強磁場區(qū)域，高為44寬為d,中間兩個磁場區(qū)域間隔為2d,

中軸線與磁場區(qū)域兩側(cè)相交于0、0'點，各區(qū)域磁感應(yīng)強度大小相等.某粒子質(zhì)量為以電荷量為+夕，從0

沿軸線射入磁場.當入射速度為即時，粒子從。上方幺處射出磁場.取sin53°=0.8,cos53°=0.6.

2

(1)求磁感應(yīng)強度大小8；

(2)入射速度為5%時，求粒子從。運動到。'的時間t；

(3)入射速度仍為5%,通過沿軸線。。'平移中間兩個磁場(磁場不重疊)，可使粒子從0運動到0'的時

間增加△力求A大的最大值。

53無+72、dd

【答案】(1)8=立子(2)—)—(3)~---

Arm

qd180%5%

d4mv

【解析】(1)粒子圓周運動的半徑“由題意知石:——,解得B=0

一qB4qd

(2)設(shè)粒子在矩形磁場中的偏轉(zhuǎn)角為。

,4

由六rsin。，得sin4=1，即〃=53°

a2nm

在一個矩形磁場中的運動時間“如方

53nd

解得「前

0i

直線運動的時間=—

V

2d

解得

5%

53兀+72)d

則f=4/+f2=(

180元

（3）將中間兩磁場分別向中央移動距離x

粒子向上的偏移量尸2r（1-cos。）+%tana

3

由解得x4一d

4

3

則當居二一d時，△，有最大值

4

2Y

粒子直線運動路程的最大值Sm=上"+（21—2%）=3d

cosa

增加路程的最大值△%=-2d=d

*△,%d.

增加時間的最大值A(chǔ)fm=-=—

v5%

【名師點睛】本題考查帶電粒子在組合磁場中的運動，第（1）小題先確定粒子圓周運動的半徑，再根據(jù)洛

倫茲力提供向心力列式求解；第（2）小題解答關(guān)鍵是定圓心、畫軌跡，分段分析和計算；第（3）小題求

At的最大值，關(guān)鍵是要注意帶電粒子在磁場中運動的時間不變和速度大小不變，所以中間磁場移動后改變

的是粒子在無磁場區(qū)域運動的傾斜軌跡的長度，要使最大，則要傾斜軌跡最長，所以粒子軌跡跟中間磁

場的上邊相切時運動時間最長，再根據(jù)運動的對稱性列式求解。

（-）選考題：共45分。請考生從2道物理題、2道化學(xué)題、2道生物題中每科任選一題作答。如果多做，則

每科按所做的第一題計分。

33.[物理一選修3-3]（15分）

（1）（5分）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)6,其過程如圖中從a到6的直線所示。在此

過程中。（填正確答案標號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3

分，最低得分0分）

A.氣體溫度一直降低

B.氣體內(nèi)能一直增加

C.氣體一直對外做功

D.氣體一直從外界吸熱

E.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功

【答案】BCD

【解析】一定質(zhì)量的理想氣體從a到6的過程，由理想氣體狀態(tài)方程網(wǎng)力/方=。％/，可知，，＞?,即氣體的

溫度一直升高，選項A錯誤；根據(jù)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，可知氣體的內(nèi)能一直增加，選項B正確；

由于從a到6的過程中氣體的體積增大，所以氣體一直對外做功，選項C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，從a

到6的過程中，氣體一直從外界吸熱，選項D正確；氣體吸收的熱量一部分增加內(nèi)能，一部分對外做功，選

項E錯誤。

(2)(10分)如圖，一容器由橫截面積分別為2部5的兩個汽缸連通而成，容器平放在地面上，汽缸內(nèi)壁光滑。

整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時，氮氣的壓強和體

積分別為R和4,氫氣的體積為2%,空氣的壓強為小現(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮

氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求：

(1)抽氣前氫氣的壓強；

(2)抽氣后氫氣的壓強和體積。

],,4(%+p)K

【答案】(1)p=-(R+p)(2)h=-f-----1

l022p0+p

【解析】(1)設(shè)抽氣前氨氣的壓強為"。，根據(jù)力的平衡條件得

(pio-p)?2、9=5-p)?5@

得(A+P)②

(2)設(shè)抽氣后氫氣的壓強和體積分別為n和/,氫氣的壓強和體積分別為R和仁，根據(jù)力的平衡條件有PLS

~P\*25?

由玻意耳定律得pM=p、°?2Va@

Pi片R,/⑤

由于兩活塞用剛性桿連接，故

匕-2%=2(%-/)(§)

聯(lián)立②③④⑤⑥式解得

11

Pi=yo+“⑦

心”+小。⑧

2Po+P

34.［物理一選修3-4）（15分）

（1）（5分）一簡諧橫波沿行由正方向傳播，在長與時刻，該波的波形圖如圖（a）所示，P、。是介質(zhì)中的兩個質(zhì)